骨骼重建和破骨细胞

骨骼重建在骨骼微结构上发生，每一个重建单位被称为基础多细胞单元 (basic multicellular unit)或者骨骼重建单元 (bone remodeling unit)［49］。在骨重建的开始，成骨细胞 (osteoblast，OB)分泌趋化因子招募破骨细胞 (osteoclast，OC)前体细胞；然后成骨细胞通过分泌的细胞因子与接触传递信号促进破骨细胞形成；成熟的破骨细胞发挥骨吸收功能，使得骨表面凹陷，形成约50μm深的陷窝 (“坑”)；然后，骨吸收陷窝被成骨细胞和其新合成的骨基质填充，填补后在原来骨吸收陷窝的边界留下一道 “异染性水泥线 (metachromatic cement line)”［1-3］。

破骨细胞作为主要的甚至可能是唯一的骨吸收细胞，是骨骼重建过程中重要的参与者。破骨细胞起源于造血干细胞系，是由巨噬细胞/单核细胞前体细胞在细胞因子RANKL和M-CSF(macrophage colony-stimulating factor，巨噬细胞集落刺激因子)的共同刺激下分化而来的有组织特异性和骨吸收功能的多核巨细胞［1-6］。成熟的破骨细胞有以下几个特点。①多核而巨大；破骨细胞是融合的巨细胞，细胞核从3个到上百个，平均每个细胞可以有10～20个核，细胞大小达到直径40μm。②表达一系列特异性的蛋白，包括抗酒石酸酸性磷酸酶 (TRAP)、组织蛋白酶K(CtsK)、降钙素受体 (calcitonin receptor，CTR)和整合素β3等；③极化；靠近骨表面的细胞膜特化成基底膜，其上集中了各种骨吸收相关的蛋白元件并发挥着活跃的胞吞和胞吐作用。④形成褶皱膜 (ruffled membrane)和F-肌动蛋白环 (F-actin ring)骨架结构；基底膜向骨表面伸出特化成绒毛状平行排列的结构，称为褶皱膜；基底膜和骨表面紧密联结的部分，称为密闭区 (sealing zone)；密闭区在细胞内由致密的F-actin分子形成环状骨架结构，称为F-actin环。⑤泌酸；破骨细胞通过质子泵向骨表面分泌氢离子降低pH值利于骨吸收；降解骨基质的酶在酸性环境下才能被激活。大多数骨骼疾病是由于破骨细胞的活性失调，骨骼重建中骨吸收骨形成的不平衡导致［1-3］。(https://www.daowen.com)